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（1）产品结构分析的定量化；（优化设计）
传统设计方法设计产品时，通常是在调查分析的基础 上，参照同类或近类产品通过估算、经验类比或简单 试验确定设计方案，然后根据初始设计方案的设计参 数对零部件各项性能要求进行计算，校核各项性能参 数是否满足要求，如果不完全满足，则凭借设计者的 经验或主观判断对有关参数进行修改和计算，直到满 足要求为止，从而获得可行的设计方案。（可行的设 计方案当然有多种）
现代设计方法
C A I课件
吉林大学珠海学院机电系
课程性质： 各专业的技术基础课
学时学分： 32/2
成绩评定： 期末考核成绩占80%（开卷考试） 平时成绩占总成绩的20% （包括出勤、作业）
考试时间： 最后一次课
教材： 《现代设计方法》 赵松年 机械工业出版社
《优化设计》 何忠保 吉林大学出版社
参考文献
现代设计方法的产生背景（以机械工业为例）： 1）设计理论和实践的变化：过去，机械产品设计理
论主要以力学为基础，在实践上主要以经验作为基础， 现在，作为基础的理论远不止力学，还有系统论、控 制论、信息论、传感理论、信号处理理论、电子学、 计算机等等，作为实践的基础远不止经验，而且还涉 及各有关的学科，同时，自身也在形成自己的学科体 系——制造理论、工艺理论。 2）产品功能要求的变化：过去机械产品功能单一化、 造型简单化、实用化，新的产品在不同程度上都同微 电子技术、微计算机技术相结合，取代、延伸、加强 与扩大人脑的部分作用。机械产品的种类和品种正日 新月异，老的正在脱胎换骨，新的不断问世，几乎 “无所不包”、“无孔不入”。 3）产品制造技术的变化：机械制造技术正在彻底改 造，广泛采用各种高新技术，特别是微电子技术与电 子计算机技术，从数控化走向柔性化、集成化、智能 化，成为现代科技前沿热点之一。
4）机械工程、机械工业的企业管理发生根本 性的变化：从以产品为主的管理发展到以面向 市场信息为主的管理，并依靠建立在市场信息 基础上的管理来实现企业与客户之间的相互沟 通。过去主要是注重产品的质量，企业的管理 主要集中在产量、产品的质量上；现在，企业 在关注产品质量的同时，更多的关注市场需求， “客户需要什么样的产品，就设计什么样的产 品”。
这些变化引起人们开始新的思考、新的认 识，现代设计方法这门课程就是这些变化的结 果，它是一门符合现代市场经济、知识经济时 代发展需要的一门课程，作为一名大学生必须 了解和掌握有关现代设计的思想和方法，通过 这门课程的学习主要了解现代产品设计的主要 方法，从思维观点发生质的变化，为今后的工 作打下一定的基础。
1、现代设计手段
(1)计算机辅助设计CAD 计算机绘图 (2)计算机辅助几何建模 实体或曲面模型图 (3)工程分析与计算 CAE --有限元或动力学 (4)智能设计与专家系统
人工智能与神经网络专家系统
提高决策判断能力
(5)数据库管理系统计特征
(1) 设计手段的更新 传动图板、图纸 电子文档
环境友好适应(绿色工程)、人机友好(以人为本)、可维修、 安全性、可安装性、可拆卸、可回收
(6) 管理水平的提高 MIS、PDM、ERP (7) 组织模式的开放
内部封闭设计多企业异地设计 优势互补、资源共享
传统设计：生产经验、力学、数学公式 静态
现代设计：摩擦学、模态、可靠性、疲劳 动态
3、现代设计原则
而现代设计方法中的优化设计法是先根据产品的
设计目标和性能要求构造数学模型，然后应用数学规
(2)产品表示
二维三维
(3)设计方法的发展
有限元、优化、模态、并行设计、虚拟设计、计算机仿真
(4)工作方式
串行设计 并行设计院 ＜＜数据库与网络技术
(5) 设计制造一体化 CAPP NC (6) 管理水平的提高 MIS、PDM、ERP (7) 组织模式的开放
内部封闭设计多企业异地设计 优势互补、资源共享
传统方法
现代方法
经验、类比
逻辑 、推理 、系统
静态、少参数
动态、多变量、多方案
当然,现代设计方法还不能完全取代传统设计方法， 一些行之有效的经验方法目前仍在广泛使用，它们仍
是现代设计方法的重要组成。
具有系统性、创造性、综合性和程式性
4、现代设计方法的特点
现代设计方法与传统设计方法相比较，主要完成了 以下几方面的转变：
[1]陈屹、谢华：《 现代设计方法及其应用》 [2]孙靖民：《 现代机械设计方法》 [3]周济 ：《机械设计优化方法及应用》 [4]孙靖民：《机械优化设计》 [4]臧勇：《现代机械设计方法》 [5]Daryl L. Logan著，伍义生、吴永礼译：
《有限元方法基础教程》 [6]王勖成、邵敏 ：《有限单元法基本原理
与数值方法》
绪论
一、现代设计方法概述 设计：设计在通俗中说来是把各种先进技
术成果转化为生产力的一种手段和方法。它是从 给出的合理的目标参数出发，通过各种方法和手 段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。 设计方法设计中的一般过程及解决具体设计问题的 方法、手段。
传统设计(Traditional Design)：人类的设计
活动经历了直觉设计阶段、经验设计阶段、 半理论半经验设计阶段，即所谓的传统设计 阶段。
现代设计是传统设计的深入、丰富和完善。
现代设计：以市场需求为驱动，以现 代设计思想、理论为指导，以知识获取 为中心，以现代技术手段为工具，考虑 产品的全生命周期和人、机、环境相容 性等因素的设计。
借助计算机，应用精度较高的分析方 法（如有限元方法等）进行分析计算， 从大量的可行设计中寻找最优的设计方 案，实现用理论代替经验设计，用精确 计算代替近似计算，用优化设计、绿色 设计代替一般的安全寿命的可行性设计。 其目的是为了提高设计的主动性、科学 性和准确性。
传统设计：生产经验、力学、数学公式 静态
现代设计：摩擦学、模态、可靠性、疲劳 动态
3、现代设计原则
(1) 功能满足 前提 (2)质量保证 性能、可靠、强度、刚度、稳定、动态特性等 (3)工艺优良 可制造性、可装配性、可测试性、 (4)经济合理 较低的开发成本和使用费用 (5) 社会使用（社会价值）